Uvod
U mnogim industrijama, centrifugalne pumpe se često koriste za transport viskoznih fluida.Iz tog razloga, često se susrećemo sa sljedećim problemima: koliki je maksimalni viskozitet koji centrifugalna pumpa može podnijeti;Koja je minimalna viskoznost koju treba korigirati za performanse centrifugalne pumpe.Ovo uključuje veličinu pumpe (protok pumpe), specifičnu brzinu (što je niža specifična brzina, veći je gubitak diska od trenja), primjenu (zahtjevi za tlakom u sistemu), ekonomičnost, mogućnost održavanja itd.
Ovaj članak će detaljno predstaviti uticaj viskoziteta na performanse centrifugalne pumpe, određivanje koeficijenta korekcije viskoziteta i pitanja koja zahtevaju pažnju u praktičnoj inženjerskoj primeni u kombinaciji sa relevantnim standardima i iskustvom inženjerske prakse, samo za referencu.
1. Maksimalni viskozitet koji centrifugalna pumpa može podnijeti
U nekim inostranim referencama, maksimalna granica viskoziteta koju centrifugalna pumpa može da podnese je postavljena na 3000~3300cSt (centisea, ekvivalentno mm²/s).Po ovom pitanju, CE Petersen je imao raniji tehnički dokument (objavljen na sastanku Pacifičkog energetskog udruženja u septembru 1982.) i iznio argument da se maksimalni viskozitet koji centrifugalna pumpa može podnijeti može izračunati prema veličini izlaza pumpe. mlaznica, kao što je prikazano u formuli (1):
Vmax=300(D-1)
gdje je Vm maksimalna dozvoljena kinematička viskoznost SSU (Saybolt univerzalni viskozitet) pumpe;D je prečnik izlazne mlaznice pumpe (inči).
U praktičnoj inženjerskoj praksi, ova formula se može koristiti kao pravilo za referencu.Teorija i dizajn moderne pumpe Guan Xingfana drži da: generalno, lopatična pumpa je pogodna za transport sa viskozitetom manjim od 150cSt, ali za centrifugalne pumpe sa NPSHR daleko manjim od NSHA, može se koristiti za viskozitet od 500~600cSt;Kada je viskozitet veći od 650 cSt, performanse centrifugalne pumpe će se značajno smanjiti i nije prikladna za upotrebu.Međutim, pošto je centrifugalna pumpa kontinuirana i pulsirajuća u poređenju sa volumetrijskom pumpom, i ne treba joj sigurnosni ventil, a regulacija protoka je jednostavna, takođe je uobičajeno koristiti centrifugalne pumpe u hemijskoj proizvodnji gde viskozitet dostiže 1000 cSt.Ekonomska primjena viskoziteta centrifugalne pumpe obično je ograničena na oko 500 ct, što u velikoj mjeri ovisi o veličini i primjeni pumpe.
2. Utjecaj viskoznosti na performanse centrifugalne pumpe
Gubitak pritiska, trenje rotora i unutrašnji gubitak zbog curenja u rotoru i prolazu centrifugalne pumpe u velikoj mjeri zavise od viskoziteta dizane tekućine.Stoga, kada se pumpa tečnost visokog viskoziteta, performanse određene vodom će izgubiti svoju efikasnost. Viskoznost medija ima veliki uticaj na performanse centrifugalne pumpe.U poređenju sa vodom, što je veći viskozitet tečnosti, veći je protok i gubitak glave date pumpe pri datoj brzini.Zbog toga će se optimalna tačka efikasnosti pumpe pomeriti prema nižem protoku, protok i visina će se smanjiti, potrošnja energije će se povećati, a efikasnost će se smanjiti.Ogromna većina domaće i strane literature i standarda kao i iskustva inženjerske prakse pokazuju da viskoznost ima mali uticaj na glavu na mestu zatvaranja pumpe.
3. Određivanje koeficijenta korekcije viskoznosti
Kada viskozitet prelazi 20 cSt, efekat viskoznosti na performanse pumpe je očigledan.Stoga, u praktičnim inženjerskim aplikacijama, kada viskozitet dostigne 20 cSt, performanse centrifugalne pumpe moraju biti korigirane.Međutim, kada je viskozitet u rasponu od 5~20 cSt, moraju se provjeriti njegove performanse i odgovarajuća snaga motora.
Prilikom pumpanja viskoznog medija potrebno je modificirati karakterističnu krivu pri pumpanju vode.
Trenutno, formule, grafikoni i koraci korekcije usvojeni od strane domaćih i stranih standarda (kao što su GB/Z 32458 [2], ISO/TR 17766 [3], itd.) za viskozne tekućine su u osnovi iz standarda American Hydraulic Institut.Kada je poznato da je učinak medija za transport pumpe voda, standard američkog Hidrauličkog instituta ANSI/HI9.6.7-2015 [4] daje detaljne korake korekcije i relevantne formule proračuna.
4. Inženjersko iskustvo primjene
Od razvoja centrifugalnih pumpi, prethodnici industrije pumpi su saželi niz metoda za modifikaciju performansi centrifugalnih pumpi od vode do viskoznih medija, od kojih svaka ima prednosti i nedostatke:
4.1 Model AJStepanova
4.2 Paciga metoda
4.3 American Hydraulic Institute
4.4 Njemačka KSB metoda
5.Mjere opreza
5.1 Primjenjivi mediji
Tabela konverzije i formula za izračunavanje su primenljivi samo na homogenu viskoznu tečnost, koja se obično naziva njutnovska tečnost (kao što je ulje za podmazivanje), ali ne i na nenjutnovsku tečnost (kao što je tečnost sa vlaknima, krema, pulpa, tečnost mešavine ugljene vode itd. .)
5.2 Primjenjivi protok
Čitanje nije praktično.
Trenutno su formule i grafikoni korekcije u zemlji i inostranstvu sažetak empirijskih podataka, koji će biti ograničeni uslovima ispitivanja.Stoga, u praktičnim inženjerskim aplikacijama, posebnu pažnju treba obratiti na: različite formule korekcije ili grafikone treba koristiti za različite opsege protoka.
5.3 Primjenjivi tip pumpe
Modifikovane formule i grafikoni su primenljivi samo na centrifugalne pumpe sa konvencionalnim hidrauličkim dizajnom, otvorenim ili zatvorenim radnim kolom i koji rade blizu tačke optimalne efikasnosti (a ne na krajnjem kraju krive pumpe).Pumpe posebno dizajnirane za viskozne ili heterogene tekućine ne mogu koristiti ove formule i grafikone.
5.4 Primjenjiva sigurnosna granica kavitacije
Kada se pumpa tečnost visokog viskoziteta, od NPSHA i NPSH3 se zahteva da imaju dovoljnu sigurnosnu granicu kavitacije, koja je veća od one koja je navedena u nekim standardima i specifikacijama (kao što je ANSI/HI 9.6.1-2012 [7]).
5.5 Ostalo
1) Uticaj viskoziteta na performanse centrifugalne pumpe je teško izračunati tačnom formulom ili proveriti grafikonom, a može se pretvoriti samo krivom dobijenom iz testa.Stoga, u praktičnim inženjerskim aplikacijama, prilikom odabira opreme za vožnju (sa snagom), treba uzeti u obzir rezervisanje dovoljne sigurnosne granice.
2) Za tečnosti visokog viskoziteta na sobnoj temperaturi, ako se pumpa (kao što je visokotemperaturna pumpa za suspenziju jedinice za katalitičko krekiranje u rafineriji) pokrene na temperaturi nižoj od normalne radne temperature, mehanički dizajn pumpe (kao što je snaga osovine pumpe) i izbor pogona i spojnice treba uzeti u obzir uticaj obrtnog momenta koji nastaje povećanjem viskoznosti.Istovremeno, treba napomenuti da:
① Kako bi se smanjile tačke curenja (moguće nezgode), jednostepena konzolna pumpa će se koristiti što je više moguće;
② Oklop pumpe treba da bude opremljen izolacionim omotačem ili uređajem za praćenje toplote kako bi se sprečilo očvršćavanje medija tokom kratkotrajnog isključivanja;
③ Ako je vrijeme isključenja dugo, medij u kućištu će se isprazniti i pročistiti;
④ Kako bi se spriječilo da se pumpa teško rastavlja zbog stvrdnjavanja viskoznog medija na normalnoj temperaturi, pričvršćivače na kućištu pumpe treba polako olabaviti prije nego što temperatura medija padne na normalnu temperaturu (obratite pažnju na zaštitu osoblja kako biste izbjegli opekotine ), tako da se tijelo pumpe i poklopac pumpe mogu polako odvojiti.
3) Pumpa sa većom specifičnom brzinom bira se što je više moguće za transport viskozne tečnosti, kako bi se smanjio uticaj viskozne tečnosti na njen rad i poboljšala efikasnost viskozne pumpe.
6. Zaključak
Viskoznost medija ima veliki uticaj na performanse centrifugalne pumpe.Utjecaj viskoznosti na performanse centrifugalne pumpe teško je izračunati tačnom formulom ili provjeriti pomoću grafikona, tako da treba odabrati odgovarajuće metode za korekciju performansi pumpe.
Tek kada je poznat stvarni viskozitet dizanog medija, on se može precizno odabrati kako bi se izbjegli mnogi problemi na licu mjesta uzrokovani velikom razlikom između pruženog i stvarnog viskoziteta.
Vrijeme objave: 27.12.2022